曲柄加工工藝及夾具設計

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0課 程 設 計題 目 曲柄加工工藝及夾具設計所屬系部 所屬專業(yè) 機 械 設 計 與 制 造所屬班級 學 號學生姓名 指導教師起訖日期摘 要本設計是基于曲柄零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。曲柄零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。基準選擇以曲柄的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準，以頂面與兩個工藝孔作為精基準。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支承孔系的加工采用的是坐標法鏜孔。整個加工過程均選用組合機床。關鍵詞：曲柄類零件；工藝；夾具；ABSTRACTThe design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Key words: type parts process; fixture;目 錄摘 要?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1ABSTRACT???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2第 1 章 緒論???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4第 2 章 加工工藝規(guī)程設計???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????62.1 零件的分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????62.1.1 零件的作用 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????62.2 曲柄加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 ???????????????????????????72.2.1 孔和平面的加工順序 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.2.2 孔系加工方案選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.3 曲柄加工定位基準的選擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.3.1 粗基準的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.3.2 精基準的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.4 曲柄加工主要工序安排 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ?????????????????????????????????????????????????102.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） ??????????????????????????????????????????????????????????113 鉆 Φ18孔夾具設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????203.1 研究原始質料 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????203.2 定位、夾緊方案的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????203.3 切削力及夾緊力的計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????213.4 誤差分析與計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????223.5 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????233.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????243.7 夾具設計及操作的簡要說明 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25總 結?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26參 考 文 獻?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????274第 1 章 緒論機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術人員根據(jù)產品數(shù)量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產綱領，確定生產類型。 2) 分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內容進行調整，以提高經濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產率和產品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產品設計和制造以及生產技術準備中占有極其重要的地位。5機床夾具設計是一項重要的技術工作?！肮び破涫拢叵壤淦?。 ”工具是人類文明進步的標志。自 20 世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展為門類齊全的工藝裝備。國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工作品種已占工件種類總數(shù)的 85%左右。現(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC） 、加工中心（MC） 、成組技術（GT） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。3）適用于精密加工的高精度機床夾具。4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產率。6）提高機床夾具的標準化程度。6第 2 章 加工工藝規(guī)程設計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目給出的零件是曲柄。曲柄的主要作用是支承各傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，曲柄是一個重要的零件，曲柄是用來轉換機器運轉速率的零件，在傳遞力矩的過程中其要承受很強的沖擊力。2.1.2 零件的工藝分析曲柄圖 由曲柄零件圖可知。曲柄是一個連桿類零件，它的外表面上有五個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以 B 端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：B 端面的銑削加工（2）以 φ18H8、2-φ10H9 的支承孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：1 個 φ18H8、2 個 φ10H9 孔；尺寸為 17 的前后端面；、 的34m??孔。（3）以 φ9 凸臺面為主要加工平面的加工面。72.2 曲柄加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施由以上分析可知。該曲柄零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于曲柄來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。由于的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是加工過程中的主要考慮因素。2.2.1 孔和平面的加工順序曲柄類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工曲柄上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。曲柄的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。曲柄零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案選擇曲柄孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格最底的機床。根據(jù)曲柄零件圖所示的曲柄的精度要求和生產率要求，當前應選用在鉆床上用鉆孔鉸孔較為適宜。2.3 曲柄加工定位基準的選擇2.3.1 粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；（2）保證裝入曲柄的零件與壁厚有一定的間隙。為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以曲柄的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。82.3.2 精基準的選擇從保證曲柄孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證曲柄在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從曲柄零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是曲柄的裝配基準，但因為它與曲柄的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。2.4 曲柄加工主要工序安排對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。曲柄加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到曲柄加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于曲柄，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%—1.1%蘇c??908打及 0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將曲柄加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10 鑄造 鑄造20 時效處理 時效處理30 粗銑 粗銑端面 B 保證厚度工序尺寸為 2240 粗銑 粗銑端面 B 面的反面保證厚度工序尺寸為 1950 精銑 精銑端面 B 保證厚度工序尺寸為 18960 精銑 精銑端面 B 面的反面保證厚度工序尺寸為 1770 鉆擴鉸 鉆擴鉸 φ18H8 孔80 鉆擴鉸 鉆擴鉸 2-φ10H9 孔90 粗銑 粗銑 φ9 端面，保證尺寸 11100 粗銑 粗銑另外一處 φ9 端面，保證尺寸 11110 粗銑 粗銑 φ4 端面，保證尺寸 16120 鉆孔 鉆徑向孔 φ4130 鉆孔 鉆另一徑向孔 φ4 孔140 鉗 去毛刺150 檢 檢驗入庫工藝路線二：10 鑄造 鑄造20 時效處理 時效處理30 粗銑 粗銑端面 B 保證厚度工序尺寸為 2240 粗銑 粗銑端面 B 面的反面保證厚度工序尺寸為 1950 精銑 精銑端面 B 保證厚度工序尺寸為 1860 精銑 精銑端面 B 面的反面保證厚度工序尺寸為 1770 粗銑 粗銑 φ9 端面，保證尺寸 1180 粗銑 粗銑另外一處 φ9 端面，保證尺寸 1190 粗銑 粗銑 φ4 端面，保證尺寸 16100 鉆擴鉸 鉆擴鉸 φ18H8 孔110 鉆擴鉸 鉆擴鉸 2-φ10H9 孔120 鉆孔 鉆徑向孔 φ4130 鉆孔 鉆另一徑向孔 φ4 孔140 鉗 去毛刺150 檢 檢驗入庫以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，方案二把底面的鉆孔工序調整到后面了，這樣導致銑削加工定位基準不足，特別 φ9 端面凸臺工序。10以上工藝過程詳見機械加工工藝過程卡片。綜合選擇方案一：工藝路線一：10 鑄造 鑄造20 時效處理 時效處理30 粗銑 粗銑端面 B 保證厚度工序尺寸為 2240 粗銑 粗銑端面 B 面的反面保證厚度工序尺寸為 1950 精銑 精銑端面 B 保證厚度工序尺寸為 1860 精銑 精銑端面 B 面的反面保證厚度工序尺寸為 1770 鉆擴鉸 鉆擴鉸 φ18H8 孔80 鉆擴鉸 鉆擴鉸 2-φ10H9 孔90 粗銑 粗銑 φ9 端面，保證尺寸 11100 粗銑 粗銑另外一處 φ9 端面，保證尺寸 11110 粗銑 粗銑 φ4 端面，保證尺寸 16120 鉆孔 鉆徑向孔 φ4130 鉆孔 鉆另一徑向孔 φ4 孔140 鉗 去毛刺150 檢 檢驗入庫2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“曲柄”零件材料采用 HT250 制造。材料為 HT250，硬度 HB 為 HB235-HB255，生產類型為大批量生產，采用鑄造毛坯。（1）端面的加工余量。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取 。m4.3~720.3 m28.0?精銑：參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。51（2）頂面 孔?毛坯為實心，不沖孔。參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.71，現(xiàn)確定其工序尺寸及加工余量為：（3）前后端面加工余量。 （計算長度為 16）根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、精銑加工。各工序余量如下：11粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取 。m5.3~25.2精銑：參照《機械加工工藝手冊》 ，其加工余量取為 。m5.0鉆孔： 4?毛坯為實心，不沖孔。由工序要求可知，凸臺只需進行粗銑加工。其工序余量如下：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)5.1~0取其為 。m5.12.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 30：粗銑端面 B 保證厚度工序尺寸為 22機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX52刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zaf/18.0?V取 sV2機床主軸轉速 ：n， 式min/97.3614.30210rdn???? in/370r?（1.1）實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.16014.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff ./378.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：112式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 40：粗銑端面 B 面的反面保證厚度工序尺寸為 19機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zaf/18.0?V取 sV2機床主軸轉速 ：n， 式min/97.3614.30210rdn???? in/370r?（1.1）實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.16014.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff ./378.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll6取 l251?刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 113機動時間 ： 式（1.5）1jt min26.0.3957621????mjfl工序 50 精銑端面 B 保證厚度工序尺寸為 18銑削深度 ：pa每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zmaf/15.0?V取 sV機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n， min/96.45631.010rd???? in/460r?實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0????進給量 ，由式（1.3）有：f Znaff 9.60/465.?工作臺每分進給量 ： mf in/9msf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入長度 ：精銑時1Dl631?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1。機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt工序 60 精銑端面 B 面的反面保證厚度工序尺寸為 17銑削深度 ：pam每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zaf/15.0?V取 sV機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n14， min/96.45631.010rdVn???? in/460r?實際銑削速度 ，由式（1.2）有：? smdV/52.113.0????進給量 ，由式（1.3）有：f Znaff 9.60/465.?工作臺每分進給量 ： mf in/9msf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入長度 ：精銑時1Dl631?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1。機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt工序 70 鉆擴鉸 φ18H8 孔工件材料為 HT250，硬度 200HBS。孔的直徑為 18mm，公差為 H8，表面粗糙度 。加工機床為 Z525 立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具1.6aRm?分別為：鉆孔——Φ15mm 標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔——Φ17.7mm 標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔——Φ18mm 標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量。（1 ）確定鉆削用量1）確定進給量 根據(jù)參考文獻 [7]表 28-10 可查出 ，f 0.47~.5/fmr?表由于孔深度比 ， ，故0/3/21.6ld?.9lfk?。查 Z525 立式鉆床說明書，取(.47~.5).94~05/f mr??表。03/mr根據(jù)參考文獻[7]表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 。由于機'1.75/fr?床進給機構允許的軸向力 （由機床說明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允max169FN?許的進給量 ?！?.8/fr?由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。f'f“f2）確定切削速度 、軸向力 F、轉矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由v mP插入法得：，17/inm?表 4732N?表，5.69TNM?表 1.5mkW表15由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。由參考文獻[7]表 28-3， ， ，故0.8Mvk?.75lvk'17/min12(/min)??表 ''0./i6n rd??表查 Z525 機床說明書，取 。實際切削速度為：95/ir?01/in14/i0rv??由表 28-5， ，故.6MFTk4732.65()N?51.904.8m????3）校驗機床功率 切削功率 為P'/)Mnk表（.2(261.5kWW?機床有效功率 ' 4.50.83E mPkP????故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，018dm?0.3/fr19/inr14/inv相應地， ，56FN54.8T??.05mkW?（2）確定擴孔切削用量1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表 28-31，f。根據(jù) Z525 機床說明書，取f??::表 （ 0.78） /r0.7=9./r=0.57mm/r。2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻[7]表 28-33，取 。修vn 25/minv?表正系數(shù)：，0.8mvk?24.71.02(/1.09)ppRavak??根 據(jù)故 '25/in/min?表' '01)nd??表 （./i(24.7)86/ir查機床說明書，取 。實際切削速度為5/inr?301vdn????16321.75/min103/ir?????（3）確定鉸孔切削用量1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表 28-36， ，按該表f 1.3~26fm?表注 4，進給量取小植。查 Z525 說明書，取 。1.6/fmr2）確定切削速度 及 由參考文獻[7]表 28-39，取 。vn 8./inv表由參考文獻[7]表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk?0.9pavk524.7(/0152)pRa??根 據(jù)故 '8./min.89.4/minv?表 ' '01()nd?表07.4/25)95/ir?查 Z525 說明書，取 ，實際鉸孔速度1/inr?301vdn???3250/mi7.8/i???（4）各工序實際切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下：鉆孔： ， ， ，0.4/fr?195/minr?14/inv?擴孔： ， ， ，17.d522.3m鉸孔： ， ， ，08.6/f0/in78/i工序 80: 鉆擴鉸 2-φ10H9 孔機床： Z525 刀具：硬質合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211 和 E101帶導柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）公制/莫式 4 號錐直柄鉸刀 刀具材料： VCrW418Φ10H7 孔先鉆 Φ9.5 孔，然后鉸孔至 Φ10切削深度 ：pa.75m?進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-52，取frmf/3.0?17切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-53，取Vsm/36.0?機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n，取100.3687.9/min145vrd????in/70r?實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? 03.1495.36/dVms?????被切削層長度 ：lm60刀具切入長度 ：1式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2~(21 ???????刀具切出長度 ： 取l4l3走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式2jt in87.0703.45618?????fnLj（1.9）．鉸孔 10??切削深度 ： ，pam25.?D10?進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-58，f取rf/0.~1?rf/.切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-60，取Vsm/32.機床主軸轉速 ，由式（1.1）有：n，取min/46.1014.3210rD???? in/60r?實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? smDV/31.1.30?????被切削層長度 ：lm2刀具切入長度 ，由式（1.8）有：1 ctgctgkdDlr 14.20215.0)~(201 ????????刀具切出長度 ： 取l4ml318走刀次數(shù)為 1機動時間 ，由式（1.9）有：4jt min03.60214.4 ????nfLtj工序 90 粗銑 φ9 端面，保證尺寸 11刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，Zaf/18.0?V取 sV2機床主軸轉速 ：n， 式min/97.3614.30210rdn???? in/370r?（1.1）實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.16014.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff ./378.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl19工序 100 與工序 90 的計算方法完全一樣，不一一列舉了。工序 110 與工序 90 的計算方法完全一樣，不一一列舉了。工序 120 鉆徑向孔 φ4加工條件：機床：立式鉆床. Z525刀具：麻花鉆 其中 d=4mm, 計算切削用量： =2mmpa由《機械加工工藝手冊》表 15-53，表 15-37 可知：進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.39，.f=0.13mm/r f切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.41， v=0.35m/sV確定主軸轉速： n= =.998r/min 01vd?. 按機床選?。? 96/minwnr?實際機床選?。?v= .3410s?切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm切削工時： .12.1inmwltnf??工序 130、鉆另一徑向孔 φ4 孔加工條件：機床：立式鉆床. Z525刀具：麻花鉆 其中 d=4mm, 計算切削用量： =2mmpa由《機械加工工藝手冊》表 15-53，表 15-37 可知：進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.39，.f=0.13mm/r f切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.41， v=0.35m/sV確定主軸轉速： n= =.998r/min 01vd?. 按機床選取： 96/minwnr?實際機床選?。?v= .3410s?切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm20切削工時： .120.1minmwltnf??3 鉆 Φ18 孔夾具設計3.1 研究原始質料利用本夾具主要用來加工鉆 Φ18 孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。3.2 定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知：在對孔進行加工前，底平面進行了粗進行了加工，兩側面等為粗定位基準來設計夾具，從而保證其尺寸公差要求。據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量。基準選擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。21因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。圓臺外圓及兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定 V 型塊和滑動 V 型塊定位，這樣既簡單又方便。如上圖所示，一底面限制的自由度有 3 個，一個固定 V 型塊限制兩個自由度，一個滑動 V 型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部 6 個自由度，屬于完全定位。3.3 切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：鉆床 Z525，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻[5]查表 可得：721?切削力公式： .06f PFDfK?式中 D=18MM /mr查表 得： 821?0.75()36bp?其中： 0.b??.48K?即： 95()fFN實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表 得：12?12KFW????有： 10.7,.6安全系數(shù) K 可按下式計算有： 6543210K?式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[5]表 可得：60~ 12?1.20.1.301.56K????22所以 95.081649.2()KfWFN????選用夾緊螺釘夾緊機 由 ??KN??21其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 5.021fF= +G G 為工件自重zPNfF4.321????夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料 45 鋼 性能級數(shù)為 6.8 級MPaB06???MPaBs801??螺釘疲勞極限： B9263.2.1 ??極限應力幅： kma751li????許用應力幅： ??PaSa3.li?螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 ??s???[s]=2.5~4 取[s]=4得 ??MPa120??滿足要求???8.24cHdF???aNc153.經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。3.4 誤差分析與計算（1）定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和 V 型塊間隙配合。（2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是23用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 1 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj????其中接觸變形位移值：mSNHBKRkZaZy 014.8.9])[(1????cos0.3j???⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??5.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01.誤差總和： 0.965jwm???從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.5 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。24尺寸表25鉆模板選用固定式鉆模板，用 4 個沉頭螺釘和 2 個錐銷定位于夾具體上。3.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構夾具體設計的基本要求（1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取槭箠A具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。（2）應有足夠的強度和剛度為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。（3）應有良好的結構工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。（4）應便于排除切屑在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。（5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應26足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。3.7 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為鉆余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構） 。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。27總 結本次設計從零件的毛坯生產到最終成品，中間經過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。在本次設計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。28參 考 文 獻[1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1．[2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1．[3] 上海市金屬切削技術協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002．[4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000．[5] 徐鴻本．機床夾具設計手冊[M] ．遼寧科學技術出版社，2003．10．[6] 都克勤．機床夾具結構圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4[7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5．[8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003．[9] 王先逵．機械制造工藝學[M]．機械工業(yè)出版社，2000．[10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標準出版社，1994．12．[11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學技術出版社，2007[12] 王光斗．機床夾具設計手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002．8．29致謝在畢業(yè)設計即將結束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就會做得很困難。這次畢業(yè)設計是在老師悉心指導下完成的。XX 老師以其淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設計的過程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設計的進展情況、細心的指導我們，也經常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計。在論文工作中，得到了機電學院有關領導和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。最后，在即將完成畢業(yè)設計之時，我再次感謝對我指導、關心和幫助過老師、領導及同學。謝謝了！